Nye kraftige lidarsensorer risikerer at ødelægge kameraer

Lidarsensorer er af mange anset som en af de teknologiske grundsten for selvkørende biler. Men jagten nye på generationer af lidarsensorer med lang rækkevidde kan vise sig at være mere besværlig, fordi nye kraftige laserstråler risikerer at ødelægge andre elektroniske enheder såsom sensorer i kameraer.

Historien starter, da ingeniøren Jit Ray Chowdhury, der selv arbejder med udvikling af selvkørende biler, tog en stribe billeder af en selvkørende bil med lidarsensorer på taget til den store forbrugerelektronikmesse CES i Las Vegas.

Efterfølgende opdagede han, at alle billeder, han tog med sit kamera, havde to små lilla pletter, hvorfra der udgik en horisontal og vertikal streg igennem hele billedet.

»Jeg opdagede, at alle mine billeder havde den plet. Jeg dækkede kameraet med objektivdækslet, og pletterne var der stadig – de var brændt ind i sensoren,« siger Jit Ray Chowdhury til Ars Technica.

Her kan du se pletter og streger på Jit Ray Chowdhurys billeder, som han også har lagt ud på Twitter:

@CES @AEyeInc Aeye LIDAR damaged my DSLR, they are not safe to be photographed. Neither was I warned when I took permission for photo nor this happened with any other LIDAR. See the red spots, they are permanent damages. pic.twitter.com/WlvJtCH3rd— Jit Ray Chowdhury (@jitrc) 9. januar 2019

Lidar-producent afviser ikke skader

Producenten AEye, der står bag lidaren, som angiveligt skulle have ødelagt kamerasensoren, afviser, at virksomhedens lidarsensorer er farlige for mennesker, men afviser ikke, at kamerasensorerne kan give skader på kameraer.

»Kameraer er op til 1.000 gange så sensitive over for lasere som øjne. Lejlighedsvis kan der opstå termiske skader på kameraets focal plane array (en kamerasensor, red.),« skriver Luis Dussan, adm. direktør i AEye i en mail til Ars Technica.

Det er dog første gang, at en lidarsensor skulle have ødelagt andre elektronikprodukter. Det til trods for, at der absolut ikke mangler billeder af eksempelvis Waymos, Ubers eller GM's tests af selvkørende biler.

En mulig forklaring på, at det netop er AEyes lidarsensor, der har ødelagt en kamerasensor, er, at deres lidarsensorer udsender ekstra kraftige laserstråler.

Mens de fleste lidarsensorer, som anvendes i biler, udsender laserstråler med en bølgelængde på mellem 850 og 905 nanometer, så er AEyes lidarsensorer noget kraftigere og opererer med en bølgelængde på 1.550 nanometer, som også er den tilladte grænse for udsending af laserstråler i USA.

AEye begrunder de kraftige laserstråler med, at det skulle give en længere rækkevidde.

Velkendt problem i nye klæder

At kraftige lasere kan skade kamerasensorer, er ikke en verdensnyhed, og kameraproducenter anbefaler eksempelvis, at du ikke tager billeder direkte ind i en kraftig laser. Det gælder for eksempel lys, der bruges til koncerter og natklubber.

Mens det er forholdsvist nemt at undgå at tage billeder af en laser, der flimrer på et diskotek, så bør det også være til at undgå skader på et håndholdt kamera, der tager billeder af en selvkørende bil. Det bliver derimod et større og mere kritisk problem ude på landevejene, for fremtidens selvkørende biler navigerer nemlig ikke kun med lidarsensorer. Lidarsensorer er blot en af flere sensorteknologier, som bruges til at genere et digitalt kort i realtid, som bilen bruger til at navigere.

Her indgår video- og kamerateknologier også, og de kan altså potentielt risikere at blive ødelagt at modkørende lidarsensorer.

Ifølge Dennis Killinger, en erfaren lidar-udvikler og professor emeritus ved University of South Florida, er det ikke nødvendigvis kun laserens bølgelængde, der kan være afgørende for, hvor meget skade en lidarsensor kan lave.

Også hastigheden på laseren kan være afgørende. I dag bruger de fleste lidarsensorer i biler pulsslag, der måles i nanosekunder (10⁻ꝰ sekunder).

Lasere kan dog skrue op hastigheden og genere pulsslag i picosekunder (10⁻¹² sekund) eller femtosekunder (10⁻¹⁵ sekund) for kunne måle afstanden endnu mere præcist. De ekstremt hurtige tidsintervaller bliver også mistænkt for at kunne ødelægge sensorens overflade i et kamera.

Ifølge Dennis Killinger har ingen i lidar-branchen tidligere været opmærksomme på problemet, hvor man i stedet har fokuseret på sikkerhedsskader på menneskelige øjne.

Han fortæller til mediet IEEE Spectrum, at sagen fra CES i Las Vegas kan betyde at kameraer i biler i fremtiden skal udstyres med særlige former for elektronisk ‘øjenbeskyttelse’.